響洪甸水庫動態汛限水位研究

劉 志， 張習明

(1.安徽省淠史杭灌區管理總局,安徽 六安 237005; 2.安徽省淠史杭灌區管理總局紅石嘴管理處,安徽 金寨 237300)

響洪甸水庫為多年調節大(1)型水庫。水庫自建成后，在防洪、灌溉、供水、發電及生態等方面發揮著重要作用。近年來，隨著響洪甸水庫除險加固工程實施竣工，增建了溢洪道與新泄洪洞，大大提高了對洪水的調控制能力；同時對水文測報系統進行升級改造，水文測報與洪水調度水平也相應提高。隨著水庫下游地區經濟社會的快速發展，水資源供需矛盾日益突出，對洪水資源化的要求愈加迫切，如何協調水庫防洪與供水的矛盾，在確保水庫上下游防洪安全的前提下發揮供水、發電等綜合利用效益，是急需研究解決的現實問題。

1 研究與運行的基本原則

1.1 總體思路

按照水庫原防洪標準不變、不改變水庫原功能與任務、不增加水庫上游淹沒損失、不影響下游河道防洪安全的原則，并確保風險可控前提下，結合庫區暴雨洪水的季節性變化規律，利用氣象、水文預報等信息對水庫汛期進行動態調度，協調水庫防洪調度和水資源綜合利用間關系，以充分發揮水庫工程的綜合利用效益。

1.2 基本原則

基本原則是：①確保水庫大壩及下游河道、抽水蓄能電站及淠河灌區渠首樞紐橫排頭樞紐防洪安全。②在淮河干流發生大洪水時，繼續承擔為淮干蓄納5億洪水任務。③水庫防洪安全、下游河道防洪安全及庫區淹沒不受影響，風險最小。④維持水庫主要功能不變，即水庫主要承擔防洪、下游淠河灌區灌溉用水任務及發電，城鎮及生態用水任務不變。⑤水庫汛期調度原則基本不變

1.3 邊界條件

邊界條件為：①防洪標準保持不變，水庫大壩設計洪水標準為500年1遇，校核洪水標準為5000年1遇；為淮干蓄洪水位132.63m，水庫設計水位140.98m及校核洪水位143.37m保持不變。②不增加上游庫區淹沒影響處理范圍，即20年1遇洪水位不超過水庫原設計的移民和土地淹沒賠償線高程132.7m。③水庫發生300年1遇以下標準洪水，水庫下泄量不加大，確保下游河道、抽水蓄能電站及淠河灌區橫排頭渠首樞紐工程防洪安全。

1.4 調度方式

響洪甸水庫入庫洪水具有季節變化規律，按《大中型水電站水庫調度規范》和《綜合利用水庫調度通則》的要求，應實行分期防洪調度。為保持汛期防洪調度一致原則，后汛期防洪調度方式同主汛期類似。

2 設計洪水計算分析

水利部《關于安徽省響洪甸水庫除險加固工程初步設計報告的批復》(水總[2008、587號)明確同意水庫除險加固后正常蓄水位仍采用128m，主汛期(06-15日～08-20日)限制水位125 m，后汛期(08-21～09-15日)限制水位采用128m。

(1)水庫現有汛期及控制水位。根據響洪甸水庫汛期調度運用計劃，汛期06-15日～09-15日汛限水位為125m，其余時段為非汛期庫水位控制為128m。

(2) 現有汛期劃分研究。安徽省位于我國冷暖氣流交換帶，暴雨主要由6～07月的梅雨和08～09月的臺風雨形成。響洪甸水庫位于大別山區，該區暴雨一般集中在6～09月，占全年暴雨量的77%，平均暴雨初日為5-16日，終日為8-29日。

響洪甸水庫現行汛期起訖時間06-15日～09-15日，通過實測暴雨資料及建庫實測洪水資料分析，其中06-15日～07-31日為流域暴雨發生頻繁、量大面廣的江淮梅雨季節，其間出現的洪水次數頻繁且洪峰量級較大，對水庫防洪安全威脅甚大；07-31日～08-20日主要受臺風影響較多，但其發生暴雨的機率和量級均小于梅雨期；08-21日以后則基本上沒有太大的、有威脅水庫安全的暴雨發生。

研究認為將響洪甸水庫分為主汛期(06-15日～08-20日)和后汛期(08-21～09-15日)是合適的，也符合水利部水總[2008]587號批復精神。

(3)主汛期調洪成果。主汛期動態汛限水位研究，按現行調度方式06-15日水庫水位理論上要從128m降到125m，08-21日后要從125m上升到128m，調度線為矩形，比較極端。從淮河干流實際發生的大洪水年份分析，淮河正陽關以上最大洪峰均出現在06-15日～07-31日間，因此7月以后可以考慮不為淮干留5×108m3蓄洪庫容考慮調度方案。研究擬定06-15日～07-31日汛限水位按125m，08-01日～20日考慮可不為淮干留5×108m3蓄洪、汛限水位則可抬高。實際調度中，需根據下游洪水遭遇及錯峰要求來確定蓄洪時間，但各種調度運行的特征水位均在此范圍內。2種方式調洪運行成果如表1所列。

表1 響洪甸水庫調洪采用成果表(主汛期)

在主汛期06-15日～07-31日，必須考慮為淮干蓄洪的條件下，水庫5000年1遇最高洪水位為143.37m，接近于大壩所能承擔的最高靜水位143.4m，故在此期間水庫汛限水位維持125m。

在主汛期08-01日～08月20日，不考慮為淮干蓄洪條件下，當汛限水位為125m水庫5000年1遇校核洪水位為141.45m，與最高洪水位143.37m相差近2m，同時20年洪水位也只有128.55m，低于水庫原設計的移民和土地淹沒賠償高程132.7m。故可抬高汛限水位，通過試算將汛限水位125m抬高至128.5m，水庫5000年1遇校核洪水位為143.27m，接近于大壩壩所能承擔最高靜水位143.4 m；20年1遇洪水位為131.53m低于水庫原設計的移民和土地淹沒賠償高程132.7m，不會增加庫區淹沒損失；同時300年1遇洪水以下不增加下游河道防洪安全。

研究結論：主汛期06-15日～07-31日水庫汛限水位維持125m；08-01日～08-20日期間汛限水位可以抬高至128.5m以下，在水庫正常蓄水位水未抬高前提下，應控制在不超過128m。

(4)后汛期調洪成果。根據上述選定的調洪原則，對后汛期擬定的不同汛限水位方案進行調洪計算，后汛期調洪成果如表2所列。

表2 響洪甸水庫調洪采用成果表(后汛期)

后汛期汛限水位抬高到128m、129 m、130 m時，其5000年1遇洪水最高庫水位為135.29m、136.07m、136.84m，20年1遇水位130.34 m、131.94m、132.33m。均低于水庫設計值143.37m和132.7m。

當后汛期汛限水位抬高到131m時，其5000年1遇洪水最高庫水位為137.64m低于水庫校核洪水位143.37m，但其20年1遇洪水位已達132.92m大于水庫原設計的移民和土地淹沒賠償高程132.7m，則會增加庫區淹沒損失。

研究認為響洪甸后汛期抬高蓄水位至130m不影響水庫安全、不抬高庫區淹沒水位、不增加水庫上下游防洪負擔。水庫在后汛期08-20日～09-15日期間，可將水庫防洪限制水位逐步提高到130m，可增加水庫汛后蓄水量，提高發電、灌溉、供水等綜合效益。在水庫正常蓄水位水未抬高前提下，應控制在不超過128m。

從后汛期調算結果分析，響洪甸水庫正常蓄水位具備向上調整空間與潛力，建議有關方面可以繼續開展此方面研究。

3 風險與效益分析

3.1 風險分析

本次響洪甸水庫動態汛限水位研究的前提為：保證現有工程原防洪標準不變，不增加上游淹沒損失及不影響下游河道防洪安全。本次響洪甸水庫推薦的汛限動態水位控制無風險。

3.2 效益分析

若響洪甸水庫后汛期08-20日～09-15日汛限水位由現狀的125m抬高至128m，水庫棄水量為2.62×108m3較現狀棄水2.76×108m3減少棄水多年平均值為1400×104m3。后汛期抬高汛限水位后多年平均發電量年均增發電量88×104kW·h。

4 結束語

通過研究，可將水庫現有汛期劃分為主汛期與后汛期，水庫汛限水位實行動態控制是可行的，近期響洪甸水庫主汛期06-15日～07-31日承擔為淮干蓄洪任務，汛限水位采用125m，08-01日～08-20日，不需為淮干蓄洪，汛限水位按不超過128m控制，08-21日～09-15日汛限水位采用128m。